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四、选修3-3组合练
B卷
1．(1)以下说法中正确的有________．
A．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部 B．扩散和布朗运动的剧烈程度都与温度有关 C．液体的分子势能与体积有关
D．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量等于向室外放出的热量
E．生产半导体元件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成
(2)一端开口、另一端封闭的导热性良好的均匀直玻璃管的长度为1 m，用一定长度的水银柱封闭一段理想气柱，开始时玻璃管水平放置，气柱长40 cm，如图甲所示；现将玻璃管在竖直平面内缓慢转到如图乙所示的竖直位置，此时气柱长30 cm，已知大气压强为75 cmHg.
(导学号 59230136)
甲 乙
①求水银柱的长度．
②若开始时环境温度为27 ℃，现将图乙的玻璃管下端置于87 ℃的热水中，经过一段时间后，要使管内的气柱长度为32 cm，还需往玻璃管内注入多长的水银柱？
解析：(1)表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直，A错误；扩散运动和布朗运动都是物质分子热运动的反映，温度是分子的平均动能的标志，是分子热运动的剧烈程度的标志，B正确；分子势能的产生是由于分子间存在作用力，分子间作用力与分子间距离有关，微观上分子间距离的变化引起宏观上体积的变化，C正确；空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量小于向室外放出的热量，因为工作过程还有电热释放，D错误；生产半导体元件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成， E正确．
(2)①设水银柱的长度为x，玻璃管横截面积为S，水银密度为ρ，则有p2＝p1＋x， 根据玻意耳定律有p1V1＝p2V2， 即p0L1S＝(p0＋x)L2S， 代入数据得x＝25 cm.
②设管内的水银柱长度为x′，则p3＝p0＋x′， 根据理想气体状态方程有
p2V2p3V3
＝， T1T2
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代入数据解得x′＝37.5 cm， 所以还需向管内注入的水银柱长度为 37．5 cm－25 cm＝12.5 cm.
答案：(1)BCE (2)①25 cm ②12.5 cm
2．(2016·郑州模拟)(1)关于热现象，下列说法中正确的是_______．
A．一定质量的理想气体，若体积不变，当分子热运动变得剧烈时，压强一定变大 B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大
C．在水平玻璃板上，散落的水银呈球形或椭球形是因为水银的表面张力使之收缩 D．满足能量守恒定律的宏观过程并不是都可以自发进行
E．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这就是液体分子的运动 (2)如图所示，在两端封闭的均匀半圆形绝热管道内有部分理想气体，管道内可自由移动的轻质绝热活塞P将管道内气体分成两部分．初始时圆心O与P的连线与管道的水平直径的夹角θ＝45°，两部分气体的温度均为T0＝300 K，压强均为p0＝1.0×10 Pa.现只对管道左侧气体缓慢加热，当活塞缓慢移动到管道最低点时(不计摩擦)，求：
5
①管道右侧气体的压强；②管道左侧气体的温度．
解析：(1)当气体体积不变，分子热运动变剧烈时，单位时间内撞击器壁的分子数增加，对器壁单位面积的撞击作用力增大，压强变大，A正确；若分子间距从很小开始增大，分子间作用力先减小后增大再减小，B错误；散落在水平玻璃板上的水银呈球形或椭球形是表面张力作用的结果，C正确；满足能量守恒定律的自发宏观过程都是有方向性的，如热量可以自发地从高温物体传向低温物体，但不会自发地从低温物体传向高温物体，D正确；液体中的小颗粒做无规则的运动——布朗运动，间接反映了液体分子在做无规则运动，E错误．
(2)①对于管道右侧气体，等温变化，由玻意耳定律有
p0V1＝p2V2，
2
由题意可得V2＝V1，
3解得p2＝1.5×10Pa.
②对于管道左侧气体，根据理想气体状态方程，有
5
p0V′1p′2V′2
＝， T0T由题意可得V′2＝2V′1，
当活塞P移动到最低点时，对活塞P受力分析可得出两部分气体的压强p′2＝p2，
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解得T＝900 K.
答案：(1)ACD (2)①1.5×10Pa ②900 K 3．(1)下列说法正确的是________．
A．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加 B．扩散现象就是物质分子无规则的运动
C．在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体 D．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变 E．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生
(2)如图甲所示，粗细均匀、导热性能良好的U形玻璃管竖直放置，其左端密封，右端开口，现通过某种液体密封一定质量的理想气体，测得左右液面高度差为h0，左侧气体柱高度为.现将U形玻璃管在竖直面内顺时针旋转180°，如图乙所示，稳定后测得左右液面高度2差为2h0，右侧气体柱高度为h0，已知大气压强恒为p0，环境温度不变，重力加速度为g，液体始终未流出玻璃管，则该液体的密度为多少？
5
h0
甲 乙
解析：(1)如果物体吸收的热量大于对外做的功，则物体的内能就会增加，故A选项正确；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，但不是分子无规则的运动，B选项错误；晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体，反之亦然，C选项正确；在熔化过程中，晶体要吸热，温度不变，但是内能增大，选项D错误；扩散现象在气体、液体和固体中都可以发生，E选项正确．
(2)设液体的密度为ρ，玻璃管的横截面积为S，则在题图甲中，密封气体的压强为p1
＝p0＋ρgh0，
在题图乙中，密封气体的压强为p2＝p0－2ρgh0， 由玻意耳定律可得p1S＝p2Sh0，
2(p0＋ρgh0)S＝(p0－2ρgh0)Sh0，
2解得ρ＝. 5gh0
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h0
h0
p0